新时代下的天文科学教育

教育是立国之本、强国之基，建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程。涵盖基础教育和高等教育的全程科学教育不仅传授科技知识，还强调培养科学探索能力和塑造创新思维，在未来科学创新人才培养中势必发挥重要作用。作为探索宇宙未知、激发人类好奇心的天文学是进行科学教育的绝佳切入点和重要阵地。我们站在第二个一百年奋斗目标的起始，面对建设科技强国、实现高水平科技自立自强的时代要求，将天文学探索与科学教育理念相结合，系统化思考天文科学教育，从理念方法、要素整合、平台建设、实施实践等方面全方位探索新时代下天文学的全程科学教育之路。

天文研究与科学进步

天文学研究宇宙中各种尺度天体的组成、结构、起源和演化，包括行星、恒星、星系、星系团，乃至整个宇宙，是古老而又前沿的学科，是自然科学六大基础学科（数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学）之一。历史上，天文学曾一次次改变人类对世界的基本认知，是基本科学原理的启蒙诞生之地，也向来是尖端技术孕育、催化、实践和应用的前沿阵地。

当今，人类正处于新一轮工业浪潮的前夜，亟需基础科学研究引领科学技术进步。天文学致力于探索新世界和浩渺的宇宙，其间存在着大量人类实验室难以企及的极端物理条件，可以在百亿年时空尺度上检验基础物理规律、探测未知的物质组成，必将发现新天体、新现象，揭示新规律。事实上，当前物理学前沿领域中很大一部分，如中微子、宇宙加速膨胀、宇宙起源、暗物质、暗能量等，都与天文学密不可分。因此，天文学将为其他基础科学和前沿技术提供崭新场景，进而推动众多科学技术领域的巨大进步。

放眼世界，天文系、天文研究中心几乎是美欧发达国家一流大学的“标配”，天文研究也已然成为现代化大国的标志。

科教兴国与科学教育

大国之间的竞争主要是科技和科技人才的竞争。当前，国家对人才的重视程度越来越高，因为具有创新能力和创新思维的科技人才是科技发展的基础，是两个一百年之际中华民族伟大复兴的最主要驱动力。目前，我国亟需深化教育改革，突破传统教育体系的不足，从知识传授型教育向核心素质培养型教育转化，即教育应当更重视培养青少年的探索能力、创新思维、自我驱动和心理素质等人才核心素质。

大力发展全程科学教育是教育改革的重要组成部分。全程科学教育涵盖基础教育和高等教育，面向学生传授基本科学知识，训练科学技术应用，锻炼科学探索能力，进而塑造创新思维方法，培养科学精神与科学态度，建立科学知识观与价值观，形成持续探索的内在驱动力。全程科学教育兼具知识性教育和能力养成教育，不等同于知识传播型的科学普及或是传统学科教育，在传播必要科技知识的同时，更重要的是培养学生掌握科学探索方法，具备创新思维，以及应用它们解决实际问题的能力。

当前，瞄准基础教育和高等教育的全程科学教育，作为科教兴国、人才强国的重要措施，受到的重视程度不断提高，相应的各种政策、文件陆续出台，已然成为基础教育的核心之一。

天文学与科学教育

每个人内心都有一个小宇宙。神秘的宇宙从远古时代就激发着人类的好奇心，滋养着人类的精神世界，也一直牵引着人类对客观世界的探索。星空和宇宙，与恐龙一样，是最受学生喜欢的科普材料；天文学作为揭示宇宙基本现象和内在规律的基础学科，是科学探索的前沿阵地，也是进行科学教育最好的切入点。

好奇心是引领学生开始科学探索的启动按钮，如何激发并保持学生兴趣是科学教育的关键。天文学不仅能够自然地吸引学生的好奇心，由于宇宙探索的巨大发现空间，可以相对容易地获得成果，从而提升学生的成就感，激发持续探索的兴趣。同时，天文学作为六大基础学科中唯一一门未进入中小学课程体系的学科，天然地能够与传统学科教育区分开来，不受已有学科教育范式的束缚，让学生能够在繁重的题海、考试之外，体会探索的乐趣。

同样，天文学探索面向大量人类实验室难以企及的极端物理条件和百亿年时空尺度，自身研究及与其他学科的交叉都必然是基础科学的探索前沿和先进技术的创新场景，助力高等教育中科技创新人才的培养。

因此，天文学将是探索全程科学教育的绝佳试验场，更容易让学生体会到科学探索的乐趣并达成持续兴趣驱动，结合前沿科学开展全链条的科学研究实践，能够更好地从提升科学能力、塑造创新思维的角度探索科学教育之路。

全程科学教育现状

近些年，面向科教兴国、人才强国的需求，国家陆续出台多项关于发展教育、推进教育强国建设的文件和政策，如《中国教育现代化2035》等对教育提出了更加多元化的要求，各地纷纷推出义务教育阶段“双减”“课后三点半”等政策实施的指导意见，高等教育也在加紧开展深化新时代教学评价改革和一流大学、一流专业的建设。

在国家政策的推动下，社会、学校对科学教育的重视程度不断提高，各种科学教育平台、研学基地加紧建设，校本课程、科教活动陆续进入中学、大学校园，各种学科教育之外的科学兴趣小组纷纷成立。在欣慰的同时，我们也看到由于理念和体系性的缺失，科学教育的作用还远未充分发挥。例如，科学教育资源严重分配不均，偏远地区很难获得与科学相关的素质教育；多数中小学校科学教师短缺，只能依靠社会力量，而多数产业化教育机构尤其是自媒体缺乏权威性，信息传播不规范甚至出现谬误；即使开设有基础科学专业的高校，科学教育仍旧更偏重知识传授，对科学方法与能力、创新思维、科学家精神等素质培养和塑造明显不足。

天文学作为探索科学教育的重要试验场，备受社会和学校的关注，已有很多中小学校采购天文观测设施、开发校本课程、组织天文活动、参加天文奥赛，产业化教育机构也推出各种观星活动、天文研学等，在天文科学普及上取得了一定的成绩；20 多所大学成立天文专业，在天文科技创新人才、天文学科创新发展中发挥了重要的推动作用。

但天文科学教育也同样存在上述不足，而由于从业人数少和公众缺乏了解，天文科学教育相对更为薄弱。例如，社会上对天文学的重要作用认识不足，猎奇心态多、科学了解少，对天文学的出路存疑；多数开展天文教育的中小学一次性投入了观测设施，但师资和配套课程不足，设施水平参差不齐，运行通常无以为继；学生所接触的天文活动多局限于科普讲座、目视观星、天文摄影、天文知识竞赛等，无法体会科学探索的吸引力；科学家的参与多为单次讲座等个人行为，天文科学教育多被产业化教育机构和自媒体等越俎代庖，课程和教材混乱，甚至不少教材存在明显谬误；天文高等教育也多跟随国际发展脚步，偏重知识传授和短期成果，未从视野、能力、思维等各个方向为未来重大科学突破积累人才。

总体来说，科学教育，尤其是天文教育，近年来获得较大发展，但远未形成推动学生锻炼科学能力、塑造创新思维、提升核心素养的局面。

天文全程科学教育的核心要素

为了充分发挥天文学在科学教育中的作用，改变天文教育目前的散乱局面，更好地服务于创新人才培养，需要厘清谁来驱动、如何分工、如何实施、如何保障等核心问题，并在此基础上对天文科学教育进行体系化的顶层设计。

谁来驱动 科学家是科学问题的提出者和科学发现的完成者，需要深度参与到科学教育中。只有这样，才能够确保科学教育的权威性和方向的正确性，确保学生形成正确的科学方法和创新思维，展现并传递科学家精神与风范。相应地，天文全程科学教育也应该由居于科学前沿的专业研究机构中的专业天文学家群体驱动，天文学家将前沿科学研究内容分解为可供青少年探索的科学课程和科创课题，青少年通过一步步的学习和探索加入到最前沿研究中，在满足天文科学教育需求的同时，实现教学相长，即需要深度的科教融合。

如何分工 专业天文学家群体主责主业是前沿研究，很难频繁地亲临中小学、全国各高校讲授科学课程，尤其是资源相对匮乏的非一线城市的偏远地区。此外，天文学知识日新月异，教育一线的科学指导教师、通识教育教师很难在短时间内迅速掌握研究前沿，无法依靠自己产生持续更新的教学内容。因此，必须搭建二者有效结合的桥梁，由专业天文学家提供权威的持续更新的课程、研究课题及指导等，并对本地教师进行培训，由其负责本地实施。

如何实施 科学教育目标是学生的成长，其过程应注重以学生为中心：①让学生自己动手调查和解决问题，实实在在地体会探索的乐趣；②利用团队合作互评与教师点评相结合的教育方法，让学生日3hCimKZlFVn6Ljm1umceSw==常感受能力提升和自我成长，形成自主学习和协作探索的习惯；③利用期刊、网络、传媒、科技竞赛等多种形式进行成果交流与展示，提升学生努力之后的成就感，通过“努力—成就—更努力—更大成就”的持续正反馈形成自发探索未知的内在驱动力。

如何保障 天文课程、研究课题的本地教学和实践需要硬件设施及软件平台的支撑保障。为保障更多学校顺利进行天文教育，需要权威性专业机构提供硬件设施及软件平台的标准化方案、软硬件运行维护方案，以及支撑学生与科学家互动交流的科教平台。

总之，天文科学教育应该充分利用天文学科特点，由职业天文学家群体提供权威性天文课程和天文课题及指导，由权威天文机构提供标准化软硬件平台保障，与教育一线的科学指导教师、通识教育教师紧密协同，使用创新性的教育方法和手段，以学生为中心形成资源整合、多方共赢的体系，最终达到提升探索能力、塑造创新思维、形成内在驱动的终极目标。

作为实施平台的天文科学教育联盟

天文全程科学教育的顺利开展需要从顶层设计，并整合多方资源形成多方共赢的工作体系，因此需要成立全国天文科学教育联盟。联盟由全国专业天文研究院所、高等学校、科协、天文学会等权威机构共同推动，将整合科研机构、高等学校、中小学各方资源，打通天文学家、科学教师、学生间的互动交流渠道，围绕学生打造全链条的科学教育体系。

权威性是天文科学教育联盟的核心特征和生命线 区别于产业化教育机构和民间组织，天文科学教育联盟由国家级专业研究机构和专业天文学家群体驱动，以确保科学内容、前沿课题、设施标准的权威性和支撑保障的可持续性，从而权威性、持续性地推进天文科学教育。

天文科学教育联盟将体系性提供专业科教资源和支撑保障 联盟集合了天文学家、科学设施、观测运行、教师培训、成果展示等专业资源，并建立协同工作机制，为任何致力于天文科学教育的科学教师提供全面的科学培训和教学支撑，为天文兴趣课堂、天文兴趣小组等提供科学知识、探索课题、研究平台和展示舞台。

天文科学教育联盟将持续性、体系性开展面向全国中小学的天文科学教育 利用天文课程将天文学的种子播种在青少年心中，利用天文活动激发青少年探索宇宙的兴趣，培养创新思维和探索精神。天文科学教育联盟将全链条建设科学教育体系思路，打通科学教育的各要素，联动各地区间的科教资源，有助于解决传统教育中资源不均的问题，把优质科学教育资源送到偏远地区的每一个学校，助力乡村振兴。

天文科学教育联盟将系统推动实现天文学人才、科学创新人才培养模式 打破传统高等教育中知识传授型教学，以学生为中心，通过科学驱动，让学生在全链条的科学研究中实践，提升探索能力、培养创新思维、增强内在驱动，不仅为天文学夯实未来发展的社会基础和选拔未来领军人才，还将为科教兴国培养具有创新思维的未来科技人才。

世界正处于百年未有之大变局，大国之间围绕科技和科技人才的竞争愈发激烈，我国正处于民族复兴的关键时间窗口，科学研究和科学教育是科教兴国、人才强国的关键。天文科学教育的设想很好地连接了天文前沿科学研究、高等教育和基础教育，是作为专业天文研究机构、高校、中小学校的主责主业，其落地实施将为探索科学教育提供绝佳的实验场，也有助于天文科学研究进步和科技人才培养。天文科学教育也将能够与更广泛的科学教育一起，为实施创新驱动发展战略和全面建成小康社会奠定群众基础和社会基础，为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦奠定人才基础。